Устройство для автоматического регулирования вязкости шоколадной массы

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЯЗКОСТИ ШОКОЛАДНОЙ МАССЫ, содержащее узел измерения вязкости массЫ, задатчик вязкости, блок управления, насос дозатор подачи масла в коншмашину и насос подачи шоколадной массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы, отличающееся тем, что, с целью повышения, качества регулирования, оно снабжено блоком временной программы, а в блоке управления установлены три элемента сравнения, элемент памяти, восемь реле, клапан, два регулируемых дросселя и ёмкость, причём выход узла измерения вязкости массы соединен с первыми вхсдньпИ камерами элемен тов сравнения и первым входом блока временной программы, вторая входная камера и одно сопло первого элемента сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока временной программы, вторая входная камера третьего элемента сравнения сообщена с задатчиком вязКости , выход первого элемента сравнения через первое реле включено по схеме повторителя, соединено с включающим входом элемента памяти, связанного своим выходом с нормально закрытым соплом второго реле, выход а которого соединен с управляющей камерой третьего реле, включенного по (Л схеме повторителя, с соплом второго элемента сравнения и с управляющей камерой клапана, выход третьего реле подключен через первый регулируемый дроссель к входу клапана, к ёмкости и к второй входной камере второго элемента сравнения, соединенного своим выходом с вторым входом блока временной программы, че00 рез четвертое реле, включенное по . схеме повторителя, - с каналом уп--4 равления насоса - дозатора и через СЛ пятое реле, включенное по схеме повторителя , - с управляющей камерой шестого реле и через второй регули руемый дроссель - с управляющей ка мерой седьмого .реле, нормально открытое сопло которого сообщено с выходом шестого реле, вьпход седьмого реле связан с выключающим входом элемента памяти, управляющая камера второго реле соединена с выходом третьего элемента сравнения и через

СОЮЗ СОЩ:ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

3д11 G 05 В 11/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 i ) 3351971/18-24 (22) 17,07.81 (46) 07.04.84. Бюл. ¹ 13 (72) M.М. Благовещенская, А.В. Куцыгин, Н.В. Лаврова, С.Д. Макаров, А.Д. Нестеров, А.П. Панфилов и А.И. Сергеев (71) Всесоюзный научно-исследовательский экспериментально-конструкторский институт продовольственного машиностроения (53) 621-525(088.8) .(56) 1. Балакирев В.С. и Софиев А.Э.

Применение средств пневмо- и гидроавтоматики в химических производствах. М., "Химия", 1973, с. 124-127.

2. "Применение физико-химических . методов измерения при автоматизации производственных процессов в кон- - дитерской промьппленности". Отчет Б.

45.65 38. М., ВНИЭКИПРОДМАШ, 19 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЯЗКОСТИ

ШОКОЛАДНОЙ МАССЫ, содержащее узел измерения вязкости массы, задатчик ,вязкости, блок управления, насос— дозатор подачи масла в коншмашину и насос подачи шоколадной массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. качества регулирования, оно снабжено блоком временной программы, а в блоке управления установлены три элемента сравнения, элемент памяти, восемь реле, клапан, два регулируемых дросселя и емкость, причем выход узла измерения вязкости массы соединен с первыми входными камерами элементов сравнения и первым входом блока временной программы, вторая входная камера и одно сопло первого элемента сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока временной программы, вторая входная камера третьего элемента сравнения сообщена с задатчиком вязкости, выход первого элемента сравнения через первое реле включено по схеме повторителя, соединено с включающим входом элемента памяти, связанного своим выходом с нормально закрытым соплом второго реле, выход которого соединен с управляющей камерой третьего реле, включенного по схеме повторителя, с соплом второго элемента сравнения и с управляющей ,камерой клапана, выход третьего реле подключен через первый регулируемый дроссель к входу клапана, к емкости и к второй входной камере второго элемента сравнения, соединенного своим выходом с вторым входом блока временной программы, через четвертое реле, включенное по схеме повторителя, — с каналом управления насоса — дозатора и через пятое реле, включенное по схеме повторителя, — с управляющей камерой шестого реле и через второй регулируемый дроссель — с управляющей камерой седьмого. реле, нормально от:крытое сопла которого сообщено с выходом шестого реле, выход седьмого реле связан с выключающим входом элемента памяти, управляющая камера второго реле соединена с выходом третьего элемента сравнения и через восьмое реле, включенное по схеме повторителя, с каналом сигнализации.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок временной программы содержит восемь реле, три элемента памяти, пять регулируемых дросселей,два постоянных дросселя, пять емкостей и три клапана, причем второй вход блока временной программы соединен через первое реле, включенное по схеме повторителя, с включающим входом первого элемента памяти и с камерой нормально открытого сопла второго реле, связанного своим выходом с управляющей камерой третьего реле, камера нормально открытого сопла которого через первый регулируемый дроссель сообщена с атмосферой, а выход — с входом первого клапана, с первой емкостью и с управляющей камерой четвертого реле, выход четвертого реле, включенного по схеме инвертора, соединен через второй регулируемый дроссель и пятое реле, включенное по схеме повторителя, с включающими входами второго и треть-. его элементов памяти, выход второго элемента памяти связан с управляющей камерой второго реле, с выклю1084131 чающим входом первого элемента памяти, через шестое реле, включенное по схеме повторителя, — с управляющей камерой первого клапана, через первый постоянный дроссель — с второй емкостью и управляющей камерой второго клапана, через третий регулируемый дроссель — с третьей ем костью, выходом третьего клапана и управляющей камерой седьмого реле, включенного по схеме повторителя, выход которого связан с вторым входом блока и через четвертый регулируемый дроссель и восьмое реле, включенное по схеме повторителя,с отключающим входом второго элемента памяти и с управляющей камерой третьего клапана, выход которого связан с атмосферой, первый вход блока через второй клапан соединен с четвертой емкостью и первым входом блока, выход третьего элемента памяти соединен с каналом включения насоса подачи шоколадной массы к узлу измерения вязкости массы и через пятый регулируемый дроссель .— с пятой емкостью и своим выключающим входом, а выход первого клапана через второй постоянный дроссель связан с атмосферой.

Изобретение относится к сиСтемам автоматического регулирования вяз кости шоколадных масс различного состава на стадии разводки и конширования и может быть использовано в кондитерской промышленности.

Известна пневматическая управляющая система для автоматизации технологических агрегатов, в которых при определенных условиях (давление, температура, расходы продуктов и т.д.) протекают химические, реакции и образуются новые вещества " заданными свойствами. Система содержит блоки пуска и останова агрегата, аварийной защиты, стабилизации координат, панели управления и ин-. формации (1) .

Однако система не может быть ис« пользована для автоматизации агре- гатов, в которых достижение заданных значений параметров осуществляется периодическим дознрованием реагентов, что ограничивает ее об,ласть применения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования

10 вязкости шоколадной массы, содержащее узел измерения вязкости массы, . задатчик вязкости, блок управления, насос — дозатор подачи масла в коншмашину и насос подачи шоколадной

1S массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы f2) .

Недостатком этого устройства является отсутствие в нем узла для определения момента стабилизации

20 вязкости шоколадных масс в процессе

1084731 разводки и конширования, что приво- дит к преждевременным подачам последующих порций какао масла и, следовательно, к его перерасходу.

Цель изобретения — повышение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем,. что известное устройство для автоматического регулирования вязкости ( шоколадных масс, содержащее узел измерения вязкости массы, задатчик вязкости, блок управления, насосдозатор подачи масла в коншмашину и насос подачи шоколадной массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы, снабжено блоком временной программы, а в блоке управления установлены три элемента сравнения, элемент памяти, восемь реле, клапан, два регулируемых дросселя и емкость, причем выход узла измерения вязкости массы соединен с первыми входными камерами элементов сравнения и пер.вым входом блока временной программы, вторая входная камера и одно сопло первого элемента сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока временной программы, вторая входная камера третьего элемента сравнения сообщена с задатчиком вязкости, выход первого элемента сравнения через первое реле, включенное по схеме повторителя, соединено с включающим входом элемента памяти, связанного своим abrходом с нормально закрытым соплом второго реле, выход которого соединен с управляющей камерой третьего реле, включенного по схеме повторителя, с соплом второго элемента сравнения и с управляющей камерой клапана, выход третьего реле подключен через первый регулируемый дроссель ко входу клапана, к емкости и ко второй входной камере второго

l .элемента сравнения, соединенного своим выходом со вторым входом блока временной программы, через четвертое реле, включенное по схеме повторителя - с каналом управления насоса-дозатора и через пятое реле, включенное по схеме повторителя, с управляющей камерой шестого реле .и через второй регулируемый дроссель с управляющей камерой седьмого реле, нормально открытое сопло которого сообщено с выходом шестого реле, выход седьмого реле связан с выключающим входом элемента памяти, управляющая камера второго реле соединена с выходом третьего элемента сравнения и через восьмое реле, включенное по схеме повторителя, с каналом сигнализации.

Блок временной программы содержит восемь реле, три элемента памяти, пять регулируемых дросселей, два постоянных дросселя, пять емкостей и три клапана, причем второй вход блока временной программы соединен через первое реле, включенное по схеме повторителя, с включающим входом первого элемента памяти и с камерой нормально открытого сопла второго реле, связанного своим выходом с управляющей камерой третьего реле, камера нормально открытого сопла которого через первый регулируемый .дроссель сообщенй с атмосферой, а выход — с входом первого клапана, выход четвертого реле, включенного по схеме инвертора, соединен через второй регулируемый дроссель и пятое рель, включенное по схеме повторителя, с включающими входами второго и третьего элементов памяти, выход второго элемента памяти связан с управляющей камерой второго реле., с включающим входом первого элемента памяти, через шестое реле, включенное по схеме повторителя, с управляющей камерой первого клапана, через первый постоянный дроссель — с второй емкостью и управляющей камерой второго клапана, через третий регулируемый дроссель — с третьей емкостью, выходом третьего клапана и управляющей камерой седьмого реле, включенного о схеме повторителя, выход которого связан со вторым выходом блока и через четвертый регулируемый дроссель и восьмое реле, включенное по схеме повторителя, с отключающим входом второго элемента памяти и с управляющей камерой третьего клапана, выход которого связан с атмосферой, первый вход блока через второй клапан соединен с четвертой емкостью и первым выходом блока, выход третьего элемента памяти соединен с каналом включения насоса подачи шоколадной массы к узлу измерения вязкости массы и через пятый регулируемый дроссель — с пятой емкостью и своим выключающим входом, 1084731, а выход первого клапана через второй постоянный дроссель связан с атмосферой.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит узел 1 измерения вязкости массы, задатчик 2 вязкости„ насос-дозатор 3 для подачи масла в коншмашину, насос 4 для подачи шоколадной массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы, блок.5 управления и блок 6 временной программы.

Узел 1 выполнен в виде датчика 7 вязкости, датчика 8 температуры устройства 9 умножения на постоянный коэффициент и сумматора 10.

Блок 5 управления содержит пер вый 1I, второй 12 и третий 13 элементы сравнения, элемент 14 памяти, восемь реле: первое 15 второе 16, третье 17, .четвертое 18, пятое 19, шестое 20, седьмое 21 и восьмое 22.

Выход третьего реле через первый регулируемый дроссель 23 подключен к входу клапана 24, к емкости 25 и к второй входной камере элемента 12 сравнения. Выход пятого реле 19:сообщен с управляющей камерой шесто" го реле 20 и через второй регулируемый дроссель 26 — с управляющей ка" мерой седьмого реле 21.

Выход восьмого реле 22 связан с каналом 27 сигнализации, а выход четвертого реле 18 — с насосом-доватором 3.

Выход узла 1 подключен к первым входным камерам элементов 11-13 сравнения к первому входу 28 блока 6, второй вход 29 которого соединен с выходом элемента 12 сравнения. Первый 30 и второй 31 выходы блока 6 связаны соответственно с второй входной камерой и соплом элемента

11 сравнения.

Блок 6 временной программы содержит восемь реле: первое 32, второе 33, третье 34, четвертое 35, пятое 36, шестое 37, седьмое 38, восьмое 39, а также первый 40, второй 41 и третий 42 элементы памяти и первый 43, второй 44 и третий 45 клапаны, -.

Камера нормально открытого сопла третьего реле 34 соединена через первый регулируемый дроссель 46 с атмосферой, а выход — с первой емкостью 47, с входом клапана 43 и с управляющей камерой реле 35, сообщенного своим выходом через второй регулируемый дроссель 48 с управляющей камерой 36. Выход второго эле5 мента 41 памяти связан с управляющей камерой реле 33, через первый постоянный дроссель 49 со второй емкостью 50 и управляющей камерой клапана 44, через третий регулируемый

10 дроссель 51 с третьей емкостью 52 и выходом клапана 45„ Выход седьмого реле 38 подключен через четвертый регулируемый дроссель 53 с улравляющей камерой реле 39 ° Выход клапана

43 сообщен через второй постоянный дроссель 54 с атмосферой.

Выход третьего элемента 42 памяти соединен с насосом 4 и через пятый регулируемый дроссель 55 — с четвертой емкостью 56 и своим выключающим входом. Выход клапана 44 соединен. с пятой емкостью 57.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от датчика 7 вязкости и датчика 8 температуры, первый непосредственно, а второй через устройство умножения на постоянный коэффициент 9 поступают на сумматор 10.

30 С сумматора сигнал, пропорциональный вязкости и откорректированный по температуре, поступает в первые входные камеры всех трех элементов

11-13 сравнения. Этот же сигнал через клапан 44 блока временной программы поступает во вторую входную камеру элемента 11 сравнения и пневмоемкость 57 блока временной програмМые

40 если в управляющей- камере реле 35 блока временной программы давление равно атмосферному, то на выходе

4 этого реле сигнал равен 1 . Этот сигнал через дроссель 48 поступает в управляющую камеру реле 36, на выходе которого через некоторое время появляется также сигнал равный

"1". Дроссель 48 служит для задержки включения цикла после окончания предыдущего. Сигнал "I" с выхода реле 36 поступает на элемент 42 памяти, выход которого подключен к насосу подачи шоколадной массы в из55 мерительную камеру датчика 7 вязкости. Время работы насоса определяется настройкой дросселя 55 и объемом пневмоемкости 56.

1084731

Одновременно сигнал с реле 36 поступает на элемент 41 памяти. С выхода элемента 41 памяти сигнал

"1" поступает через постоянное сопротивление 49 и пневмоемкость 50 5 в управляющую камеру клапана 44, который перекрывает вторую входную камеру элемента 11 сравнения от первой выходной камеры и от сумматора I0. Таким образом осуществляется запоминание предыдущего сигнала вязкости, поступающего от вискозиметра. Выходной сигнал элемента 41 памяти поступает также в управляю.щие камеры реле 33 и 37 и на включающий вход элемента 40 памяти. Одновременно сигнал с выхода элемента

41 памяти через дроссель 51 и пневмоемкость 52 поступает в управляющую камеру реле 38. Через время, определяемое настройкой дросселя 51 и объемом пневмоемкости 52, на выходе реле 38 появляется сигнал "1",. который поступает на вход элемента

11 сравнения. При этом, если вновь поступающий в первую входную камеру элемента 11 сравнения сигнал от сумматора 10 (откорректированный по температуре сигнал с вискозиметра) по своему значению меньше пре- 30 дыдущего сигнала, находящегося в это время во второй входной камере элемента 11 сравнения, что свидетель. ствует о том, что вязкость шоколад(ной массы в процессе конширования 35 продолжает снижаться, то на выходе элемента 11 сравнения сигнал будет равен "О". Если же последующий сигнал вискозиметра будет равен предыдущему, т.е. вязкость шоколадной 4п массы при данном содержании какао масла в процессе конширования стабилизировалась, то на выходе элемента

11 сравнения сигнал будет равен "1" (при равенстве по своему значению 45 сигналов в обеих входных камерах элемента 11 сравнения появление сигнала "1" на его выходе обеспечи» вается за счет воздействия на мембранный блок элемента сравнения сжатого воздуха, подаваемого к соплу).

Одновременно выходной сигнал

"1" с реле 38 через дроссель 53 поступает в управляющую камеру реле

39. Сигнал "1" с выхода реле 39 rioступает на отключающий вход элемента 41 памяти и в управляющую камеру клапана 45, который соединяет выход этого элемента 41 памяти с атмосферой. Если на выходе элемента

11 сравнения сигнал равен "О", то цикл работы блока временной программы повторяется. Если же на выходе элемента 11 сравнения сигнал равен " 1", то этот сигнал поступает в управляющую камеру реле 15 блока управления. Выходной сигнал этого реле поступает во включающую камеру элемента 14 памяти блока управления.

Выходной сигнал элемента 14 памяти . поступает к соплу реле 16. В элементе 13 сравнения происходит сравнение текущего сигнала вязкости от сумматора 10 с заданным значением сигнала, поступающего от эадатчика

2. Если сигнал вязкости от сумматора IO no своему значению больше сигнала от задатчика 2, то на выходе элемента 13 сравнения появится сигнал "1", который поступит в управляющие камеры реле 22 и 16. Сигнал с выхода элемента 14 памяти, пройдя через- сопловую камеру реле 16, поступит в управляющую камеру клапана

24 и закроет его, а также этот сигнал поступает на вход элемента 12 сравнения. С выхода этого элемента сравнения сигнал поступает в управляющую камеру реле 18, которое сработает и даст сигнал на включение насоса-дозатора 3 подачи какао масла в коншмашину.

Длительность работы насоса-доза" тора (величина дозы какао - масла, подаваемого в коншмашину) задается следующим образом.

Сигнал с выхода элемента 14 па мяти через сопловую камеру реле 16.. подается в управляющую камеру реле 17. Выходной сигнал с реле 11 через дроссель 23 и пневмоемкость

25 блока управления подается во вторую входную камеру элемента 12 сравнения, в первую входную камеру которого подан сигнал, пропорциональный текущему значению вязкости moколадной массы. Сигнал с выхода элемента 12 сравнения в управляющую камеру реле 18, включающий насос-дозатор 3, будет проходить до тех пор, пока давление воздуха во второй входной камере элемента 12 сравнения, поступающего от реле 17, не станет больше давления сигнала в первой входной камере этого элемента сравнения, т.е. больше давления

108473 1

10 сигнала, поступающего от сумматора 10. Таким образом, длительность работы насоса-дозатора 3 и, следовательно количество подаваемого в коншмашину масла занисят от настрой- 5 ки дросселя 23 и объема пневмоемкости 25 блока упранления, а также от величины текущего значения вязкости шоколадной массы в коншмашине.

Если во входной камере элемента

13 сравнения величина текущего значения сигнала вязкости будет равна величине сигнала от задатчика 2, то дозирование какао масла не произойдет и процесс конширования будет закончен.

При поступлении сигнала "1" с выхода элемента 12 сравнения в управляющую камеру реле 19 блока управления, выходной канал этого реле сообщается с атмосферой. На выходе реле 20 и 21 сигнал также будет равен "0". После того1как сигналы в камерах элемента 12 сравнения станут равны, сигнал на выходе этого элемента сравнения сменится на "0", сработает реле 18 и отключит питание на насос-дозатор, пода-. ющий какао масло в коншмашину. На!

5 который поступил в управляющую камеру реле 20. Выходной сигнал с реле 20, пройдя через сопловую камеру реле 21, поступает в отключающую камеру элемента 14 памяти блока управления и переключает его. Через некоторое время, определяемое настройкой дросселя 26, реле 21 сработает и выключающая камера элемента

14 памяти через сопловую камеру ре-. ле"21 соединится с атмосферой, т.е. элемент 14 памяти примет исходное состояние.

П и ози в

В р д ро анин какао масла в коншмашину на выходе элемента 12 сравнения сигнал "1". Этот сигнал поступает также в управляющую камеру реле 32 блока временной программы.

С выхода этого реле сигнал "1" поступает в включающую камеру элемента 40 памяти блока временной прог" 50 раммы. С его выхода сигнал "1" подается в сопловую камеру реле 37. С выхода реле 32 сигнал "1" подается также в сопловую камеру реле 33. Ec- 55 ли в управляющих камерах реле 33 и

37 блока временной программы сигналы равны "0", то через сапловую кавыходе реле 19 появится сигнал "1", 30 меру реле 37 сигнал "1" поступает в управляющую камеру. клапана 43 и закрывает его, а сигнал "1" с реле .32 через соплоную камеру реле 33 поступает в управляющую камеру реле 34, с выхода которого сигнал "1" подается в управляющую камеру реле 35, т.е. во время дозиронания какао масла в коншмашину блок временной программы отключается.

Если в управляющих камерах реле

33 и 37 сигнал "1", то с ньжода реле

37 сигнал "1" закрывает клапан 43, а с выхода реле 33 сигнал "1" поступает в управляющую камеру реле

34, с выхода которого сигнал "1" также поступает в упранляющую камеру реле 35, т.е. и но время подачи шоколадной массы н измерительную ячейку вискоэиметра блок временной программы также отключен.

После окончания доэирования в управляющей камере реле 32 блока временной программы будет сигнал

"0". Реле 32 под действием. подпора сработает и сообщит выходной канал реле 33 с атмосферой. При этом сработает реле 34 и единичный выходной сигнал через сопловую камеру реле

34 и регулируемый дроссель 46 стравливается в атмосферу. Дроссель 46 служит для задержки начала нового цикла после дозирования.

I, Таким образом регулирование процесса приготовления шоколадных масс осуществляется путем дискретного автоматического отбора проб, приготавливаемых в коншмашине шоколадной массы, подаваемых насосом в измерительную ячейку узла измерения вязкости, где происходит автоматическое измерение вязкости и температуры. Определяется тенденция изменения вязкосТи приготавливаемой шоколадной массы во время конширования, снижается ли вязкость в процессе конширования при данном содержании в нем какао масла или же она стаби-, лизировалась. Только и последнем случае устройство включает насосдозатор подачи какао масла в коншмашину и при этом длительность работы насоса-дозатора (величина дозы} завйсия от разности между измеренным и заданным значением вязкости приготавливаемой шоколадной массы. Чем больше эта разница, тем больше величина дозы. Чем ближе вяз1084731

2Þ

BHHHGH Зазсаз 2000/41 Тирам 842 По сное кбсть приготавливаемой шоколадной массы к заданному значению, тем мень- ше величина какао масла.

Использование предлагаемого уст- 5 ройства для регулирования вязкости шоколадных масс позволит значительно облегчить труд операторов, исключин ручные операции по отбору проб и определению вязкости шоколадных масс, а также исключить перерасход какао масла за счет определения момента стабилизации вязкости шоколадных масс в процессе конширования и более точного дозирования какао масла.